JP2014228213A - 貯湯給湯装置 - Google Patents

Abstract

【課題】貯湯給湯装置において、製作コストを低減可能な構造を備えたもの、水抜き作業の簡易化が可能な構造を備えたもの等を提供する。【解決手段】貯湯給湯装置は、湯水を貯留する貯湯槽と、この貯湯槽の下部に接続された給水配管と、貯湯槽の上部に接続された出湯配管と、給水配管６から分岐して出湯配管に接続したバイパス配管と、このバイパス配管と出湯配管７との合流部に設置された混合弁２１と、バイパス配管から分岐して混合弁２１の下流側において出湯配管に接続した分岐配管１８aと、分岐配管１８aに設置された高温出湯回避用の開閉弁２３と、分岐配管１８あが分岐した分岐部２５よりも上流側においてバイパス配管に設置された逆止弁２２とを備え、分岐配管１８aと開閉弁２３は、逆止弁２２より下方に位置するように設置されている。【選択図】図２

Description

本発明は貯湯給湯装置に関し、特に給水配管と出湯配管とを貯湯槽をバイパスして接続するバイパス配管及びバイパス配管と出湯配管とを接続する分岐配管の水抜き構造を改善したものに関する。

従来から、貯湯、給湯、床暖房パネル等の温水暖房端末への温水の供給、風呂への給湯及び追い焚き等の機能を備えた貯湯給湯装置が広く一般に普及している。この貯湯給湯装置は、外部熱源機により加熱された湯水を貯留する貯湯槽、この貯湯槽に低温の上水を供給する給水配管、貯湯槽に貯留された湯水を給湯栓等の所望の給湯先に供給する出湯配管、暖房水を床暖房パネル等の温水暖房機器に供給する温水暖房回路、風呂への給湯及び追い焚きを行う風呂給湯追焚回路、温水暖房回路や風呂給湯追焚回路を加熱する熱利用循環回路等を備えている。

さらに、上記の貯湯給湯装置は、給水配管と出湯配管とを貯湯槽をバイパスして接続するバイパス配管、このバイパス配管と出湯配管との合流部に設置された混合弁を備え、この混合弁を介して高温の湯水と水が混合されて給湯される。また、バイパス配管から分岐して混合弁を介さずに出湯配管に接続した分岐配管、この分岐配管に設置された高温出湯回避用の開閉弁を備え、停電時や混合弁が故障した場合等に、高温の湯水が給湯栓等から吐出されることを防止する。

上記のような高温出湯回避用の構造としては、例えば、特許文献１には、バイパス配管から分岐した分岐配管が混合弁の上流側において出湯配管に接続し、分岐配管にバイパス配管から出湯配管への流れを許容する逆止弁を設置し、混合弁に至る前に水と予め混合して湯水の温度を下げることで、高温の湯水が吐出されるのを防止する構造も開示されている。

ところで、従来の貯湯給湯装置や特許文献１の貯湯式温水器において、一般的にバイパス配管や給水配管には、上水源への水の逆流を防止する為の逆止弁が設置されている。このため、逆止弁より下流側の配管には、稼働休止状態への切換時やメンテナンス時に水抜きする場合に水が滞留してしまう。この問題を解決する為に、逆止弁より下流側の配管には、排水用に専用の排水配管が接続され、稼働休止状態への切換時やメンテナンス時には、排水配管の下流端の排水栓を操作して水抜き作業を行う必要がある。

特開２００３−２２２４０７号公報

しかし、従来の貯湯給湯装置や特許文献１の貯湯式温水器において、バイパス配管に水抜き用の排水配管及び排水栓を設置すると、部品点数が増加する上、組み立てに手間が掛かるので、コスト高となる。また、排水栓の数が増加すると、水抜き作業に手間がかかって、メンテナンス作業に時間がかかるという問題もある。

本発明の目的は、貯湯給湯装置において、製作コストを低減可能な構造を備えたもの、水抜き作業の簡易化が可能な構造を備えたもの、等を提供することである。

請求項１の貯湯給湯装置は、湯水を貯留する貯湯槽と、この貯湯槽の下部に接続された給水配管と、前記貯湯槽の上部に接続された出湯配管と、前記給水配管から分岐して前記出湯配管に接続したバイパス配管と、このバイパス配管と前記出湯配管との合流部に設置された混合手段と、前記バイパス配管から分岐して前記混合手段の下流側において前記出湯配管に接続した分岐配管と、前記分岐配管に設置された高温出湯回避用の開閉弁と、前記分岐配管が分岐した分岐部よりも上流側において前記バイパス配管に設置された逆止弁とを備えた貯湯給湯装置において、前記分岐配管と前記開閉弁は、前記逆止弁より下方に位置するように設置されたことを特徴としている。

請求項２の貯湯給湯装置は、請求項１の発明において、前記混合手段は、前記逆止弁よりも上方に位置するように設置されたことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、貯湯給湯装置は、貯湯槽と、給水配管と、出湯配管と、バイパス配管と、このバイパス配管と前記出湯配管との合流部に設置された混合手段と、バイパス配管から分岐して混合手段の下流側において出湯配管に接続した分岐配管と、分岐配管に設置された高温出湯回避用の開閉弁と、分岐配管が分岐した分岐部よりも上流側においてバイパス配管に設置された逆止弁とを備え、分岐配管と開閉弁は、逆止弁より下方に位置するように設置されたので、水抜き時には、出湯運転中以外及び高温出湯検知時は開放状態になる高温出湯回避用の開閉弁を利用して、逆止弁より下流側のバイパス配管と分岐配管に滞留した水を高温出湯回避用の開閉弁を通して出湯配管に導き、この出湯配管に接続された給湯栓や排水栓を介して外部に排水することができる。

従って、従来のバイパス配管の逆止弁より下流側の水抜き作業を省略して、水抜き作業を簡易化してメンテナンス作業の時間を短縮することができると共に、バイパス配管に排水配管を接続する必要がないので、製作コストを低減することができる。

請求項２の発明によれば、混合手段は、逆止弁よりも上方に位置するように設置されたので、混合手段近傍で自然対流が発生して高温の湯水が出湯配管から混合手段を介してバイパス配管の方へ流れるのを防ぐことで、出湯特性の悪化を防止することができる。

実施例に係る貯湯給湯装置の概略構成図である。 給水配管とバイパス配管と分岐配管の正面図である。 給水配管とバイパス配管と分岐配管の側面図である。

以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。

次に、本発明の貯湯給湯装置１の全体構成について説明する。
図１に示すように、貯湯給湯装置１は、貯湯、給湯、床暖房パネル等の温水暖房端末への温水の供給、風呂への給湯及び追い焚き等の機能を有するものであり、貯湯槽２、補助熱源機３、第１，第２熱交換器４，５、給水配管６、出湯配管７、加熱循環回路８、風呂給湯追焚回路９、温水暖房回路１１、熱利用循環回路１２、制御ユニット１３、バイパス配管１７、分岐配管１８等を備え、これら大部分は外装ケース１４内に一体的に収納されて構成されている。

尚、貯湯給湯装置１は、外部熱源機として貯湯槽２内の湯水を加熱可能な燃料電池発電装置と、この燃料電池発電装置と貯湯給湯装置１との間に湯水を循環させる為の加熱循環回路８等と組み合わせることで燃料電池コージェネレーションシステムが構成されるが、貯湯給湯装置１以外の構成の詳細な説明は省略する。

次に、貯湯槽２、補助熱源機３及び第１，第２熱交換器４，５について説明する。
図１に示すように、貯湯槽２は、外部熱源機で加熱された高温の温水（例えば、８０〜９０℃）を貯留可能な密閉タンクで構成され、貯留された湯水の放熱を防ぐ為にタンク周囲は断熱材で覆われている。

補助熱源機３は、熱利用循環回路１２に設けられ、燃料ガスを燃焼して湯水の加熱を行う公知のガス給湯器で構成されている。補助熱源機３は、燃焼用空気を供給する為の送風ファン３ａと、燃料ガスを燃焼させるバーナーユニット３ｂと、燃焼ガスの主として顕熱を回収する顕熱回収用熱交換器３ｃと、顕熱回収後の燃焼排気ガスの主として潜熱を回収する潜熱回収用熱交換器３ｄ等を備えている。

補助熱源機３は、貯湯槽２内の湯水温度が設定温度以下の場合や熱利用循環回路１２を循環する湯水の温度が不足する等の特別な場合に限り、主制御ユニット１３から指令が送信されて燃焼作動され、熱利用循環回路１２を流れる湯水を再加熱するものである。

第１熱交換器４は、風呂給湯追焚回路９を流れる浴槽水を加熱するものであり、熱利用循環回路１２の一部となる熱交換通路部４ａ、風呂給湯追焚回路９の一部となる内部通路部４ｂを有している。第１熱交換器４において、熱利用循環回路１２を流れる高温の湯水と風呂給湯追焚回路９を流れる浴槽水との間で熱交換され、浴槽水は加熱される。

第２熱交換器５は、温水暖房回路１１を流れる暖房水を加熱するものであり、熱利用循環回路１２の一部となる熱交換通路部５ａ、温水暖房回路１１の一部となる熱交換通路部５ｂを有している。第２熱交換器５において、熱利用循環回路１２を流れる高温の湯水と温水暖房回路１１を流れる暖房水との間で熱交換され、暖房水が加熱される。

次に、加熱循環回路８について説明する。
図１に示すように、加熱循環回路８は、貯湯槽２と外部熱源機との間に湯水を循環させる閉回路であり、往き側循環通路部８ａ、戻り側循環通路部８ｂを有し、貯湯槽２の下部に上流端が接続され、途中部分が外部熱源機を経由して、貯湯槽２の上部に下流端が接続されている。往き側循環通路部８ａから戻り側循環通路部８ｂに接続するバイパス通路部８ｃが分岐され、この分岐部には、貯湯切換弁８ｄが設置されている。

通常の加熱循環運転では、図１に示すように、貯湯切換弁８ｄはバイパス通路部８ｃを遮断する側に切り換えられ、貯湯槽２から循環ポンプ（図示略）を介して湯水が、往き側循環通路部８ａを通り、外部熱源機に送られ加熱され、加熱された湯水は、戻り側循環通路部８ｂを通って貯湯槽２に戻される（図１の矢印参照）。

次に、給水配管６と出湯配管７について説明する。
給水配管６は、上水源から低温の上水を貯湯槽２に供給するものであり、上流給水通路部６ａ、中間給水通路部６ｂ、下流給水通路部６ｃを有し、上水源に上流端が接続され、貯湯槽２の下部に下流端が接続されている。上流給水通路部６ａには、減圧弁６ｄ（減圧装置）が設置され、中間給水通路部６ｂには、逆止弁６ｅが設置されている。

中間給水通路部６ｂと下流給水通路部６ｃとの間から熱利用循環回路１２に接続するバイパス通路部１６が分岐され、この分岐部には、蓄熱切換弁６ｇが設置されている。このバイパス通路部１６により、低温の上水を熱利用循環回路１２に供給することができ、また逆に、熱利用循環回路１２から湯水を貯湯槽２に戻すことができる。

出湯配管７は、貯湯槽２内に貯湯された湯水を給湯栓等の所望の給湯先に供給するものであり、高温の湯水が流れる上流出湯通路部７ａ、混合湯水が流れる下流出湯通路部７ｂを有し、貯湯槽２の上部に上流端が接続され、給湯栓に下流端が接続されている。上流出湯通路部７ａと下流出湯通路部７ｂとの間には、混合弁２１が設置されている。

出湯配管７の下流出湯通路部７ｂの途中部には、出湯水比例弁１９ａが設置され、この出湯水比例弁１９ａの下流側から風呂給湯追焚回路９へ接続する風呂出湯通路１９が分岐されている。風呂出湯通路１９には、注湯電磁弁１９ｂ、逆止弁１９ｃ等が順に一体的に設置されている。

次に、風呂給湯追焚回路９と温水暖房回路１１について説明する。
図１に示すように、風呂給湯追焚回路９は、風呂のお湯を追い焚きする回路であり、風呂戻り通路部９ａ、風呂往き通路部９ｂを有している。風呂戻り通路部９ａと風呂往き通路部９ｂとの間には、第１熱交換器４の内部通路部４ｂが接続され、風呂戻り通路部９ａには、風呂循環ポンプ９ｃが設置されている。

温水暖房回路１１は、床暖房パネルや浴室乾燥機等の温水暖房端末に供給される暖房水を循環させる回路であり、暖房戻り通路部１１ａ、暖房高温往き通路部１１ｂ、暖房低温往き通路部１１ｃを有している。暖房戻り通路部１１ａには、膨張タンク１１ｄと暖房循環ポンプ１１ｅとが設置されている。暖房高温往き通路部１１ｂには、第２熱交換器５の熱交換通路部５ｂが介装されている。

次に、熱利用循環回路１２について説明する。
熱利用循環回路１２は、湯水を循環させて温水暖房回路１１や風呂給湯追焚回路９との間で熱交換を行う閉回路であり、湯水往き通路部１２ａ、補助熱源機往き通路部１２ｂ、熱交換器往き通路部１２ｃ、湯水戻り通路部１２ｄを有している。

湯水往き通路部１２ａの上流端が貯湯槽２の上部に接続され、湯水往き通路部１２ａの下流端と補助熱源機往き通路部１２ｂの上流端と湯水戻り通路部１２ｄの下流端との合流部には、三方弁１２ｅが設置されている。湯水往き通路部１２ａには、逆止弁１２ｆが設置され、補助熱源機往き通路部１２ｂには、潜熱回収用熱交換器３ｄへ湯水を送る為の加圧ポンプ１２ｇが設置されている。

補助熱源機往き通路部１２ｂと熱交換器往き通路部１２ｃとの間に、補助熱源機３の潜熱回収用熱交換器３ｄと顕熱回収用熱交換器３ｃとが接続されている。熱交換器往き通路部１２ｃの下流側部分の１対の分岐通路と湯水戻り通路部１２ｄの上流側部分の１対の分岐通路との間に、第１，第２熱交換器４，５の熱交換通路部４ａ，５ａが夫々接続されている。湯水戻り通路部１２ｄの１対の分岐通路に第１熱交出口電磁弁１２ｈと第２熱交出口電磁弁１２ｉが夫々設置されている。

熱交換器往き通路部１２ｃから出湯配管７に接続する出湯通路部１２ｊが分岐され、出湯通路部１２ｊには、タンク水比例弁１２ｋが設置されている。この出湯通路部１２ｊによって補助熱源機３で加熱した湯水を出湯配管７に供給することができる。

次に、バイパス配管１７と分岐配管１８について説明する。
図１〜図３に示すように、バイパス配管１７は、上流給水通路部６ａと中間給水通路部６ｂとの間（分岐部２０）から分岐されて貯湯槽２をバイパスして出湯配管７に接続されている。バイパス配管１７には、上水源への水の逆流を防止する為の逆止弁２２が設置されている。バイパス配管１７は、逆止弁２２より上流側の上流バイパス通路部１７ａ、逆止弁２２より下流側の下流バイパス通路部１７ｂを有し、正面視略コ字状に構成されている。

バイパス配管１７と出湯配管７との合流部には、混合弁２１（混合手段に相当する）が設置されている。即ち、混合弁２１には、出湯配管７の上流出湯通路部７ａの下流端と下流出湯通路部７ｂの上流端が接続されると共に、バイパス配管１７の下流バイパス通路部１７ｂの下流端が接続されている。

分岐配管１８は、下流バイパス通路部１７ｂの分岐部２５から分岐されて混合弁２１の下流側の下流出湯通路部７ｂに接続されている。分岐部２５は、クランク状の下流バイパス通路部１７ｂの上流側部分（下側部分）に設けられている。分岐配管１８には、高温出湯回避用の開閉弁２３が設置されている。分岐配管１８は、開閉弁２３より上流側の上流分岐通路部１８ａ、開閉弁２３より下流側の下流分岐通路部１８ｂを有している。上流分岐通路部１８ａは、正面視略Ｌ字状に構成されている。分岐配管１８によって、下流出湯通路部７ｂに上水源から低温の上水を供給することができる。

高温出湯回避用の開閉弁２３は、主制御ユニット１３から指令が送信されて開閉駆動される電磁弁で構成され、通常の出湯運転中には閉止状態に設定され、出湯運転中以外及び高温出湯検知時は開放状態に設定されることで、停電時や混合弁２１が故障した場合等に高温の湯水に水を混ぜることで高温の湯水が給湯栓等から吐出されることを防止する。

次に、本発明に係るバイパス配管１７及び分岐配管１８の近傍部の具体的な設置構造について説明する。
図２，図３に示すように、給水配管６の分岐部２０から分岐したバイパス配管１７の上流バイパス通路部１７ａは、右方に水平方向に延び、上方に直角に屈曲して鉛直方向に延び、左方に直角に屈曲して軸心２２Ａが左右方向に向いた逆止弁２２の導入口に接続されている。

下流バイパス通路部１７ｂは、逆止弁２２の吐出口からクランク状に延び、弁軸の軸心２１Ａが前後方向に延びる混合弁２１の低温上水用の導入口に接続されている。下流バイパス通路部１７ｂの分岐部２５から分岐された分岐配管１８の上流分岐通路部１８ａは、下方に鉛直方向に延びて左方に直角に屈曲し、左方に水平方向に延び、弁軸の軸心２３Ａが前後方向に延びる開閉弁２３の導入口に接続されている。

ここで、分岐配管１８、混合弁２１、逆止弁２２及び開閉弁２３の高さ位置関係においては、図２，図３に示すように、混合弁２１が、逆止弁２２よりも上方に位置するように設置され、分岐配管１８と開閉弁２３が、逆止弁２２より下方に位置するように設置されている。

即ち、混合弁２１の軸心２１Ａを含む水平面３１が、逆止弁２２の軸心２２Ａを含む水平面３２に対して高さα上方に位置するように設定され、逆止弁２２の軸心２２Ａを含む水平面３２が、開閉弁２３の軸心２３Ａを含む水平面３３に対して高さβ上方に位置するように設定されている。尚、高さα，βは、高さαより高さβの方が大きく設定されているが、特にこの高さ位置関係に限定する必要はない。

このように、上記の各種の配管１７，１８及び各種の弁２１〜２３の配列関係は、高い方から低い方に向って、混合弁２１の低温上水用の導入口及び下流バイパス通路部１７ｂの下流端、下流バイパス通路部１７ｂの上流端及び逆止弁２２の吐出口、上流分岐通路部１８ａの上流端、上流分岐通路部１８ａの下流端及び開閉弁２３の導入口となり、水抜き時、開閉弁２３が開弁状態の場合には、下流バイパス通路部１７ｂと上流分岐通路部１８ａに滞留した水は、開閉弁２３を通って下流分岐通路部１８ｂへ流れることで、上方から下方に向う下降流を形成する。

次に、本発明の貯湯給湯装置１の作用及び効果について説明する。
貯湯給湯装置１の給湯運転は給湯栓の開栓と共に開始される。上水源の水圧により上水が給水配管６から貯湯槽５内の下部に入り込み、これにより、高温の湯水が貯湯槽５内の上部から上流出湯通路部７ａに押し出されて混合弁２１に導入され、上水はバイパス配管１７を介して混合弁２１に導入される。出湯温度が指令温度になるように、混合弁２１を介して混合される高温の湯水と水の流量比が制御され、混合湯水が下流出湯通路部７ｂを通って給湯栓から出湯される。

貯湯給湯装置１においては、定期的なメンテナンスが必要となり、このメンテナンス時には、貯湯槽２に貯留されている湯水や各種の配管類に滞留している水を外部に排水する為の水抜き作業を行う必要がある。逆止弁２２の下流側においてバイパス配管１７の下流バイパス通路部１７ｂ及び分岐配管１８の水抜きにおいては、上述したように、開閉弁２３が開弁状態の場合、上方から下方に向って下降流が形成されるので、逆止弁２２より下流側に滞留した水は下流出湯通路部７ｂを通って自動的に外部に排水される。

以上説明したように、貯湯給湯装置１は、貯湯槽２と、給水配管６と、出湯配管７と、バイパス配管１７と、このバイパス配管１７と出湯配管７との合流部に設置された混合弁２１と、バイパス配管１７から分岐して混合弁２１の下流側において出湯配管７に接続した分岐配管１８と、分岐配管１８に設置された高温出湯回避用の開閉弁２３と、分岐配管１８が分岐した分岐部２５よりも上流側においてバイパス配管１７に設置された逆止弁２２とを備え、分岐配管１８と開閉弁２３は、逆止弁２２より下方に位置するように設置されたので、水抜き時には、出湯運転中以外及び高温出湯検知時は開放状態になる高温出湯回避用の開閉弁２３を利用して、逆止弁２２より下流側のバイパス配管１７と分岐配管１８に滞留した水を高温出湯回避用の開閉弁２３を通して出湯配管７に導き、この出湯配管７に接続された給湯栓や排水栓を介して外部に排水することができる。

従って、従来のバイパス配管１７の逆止弁２２より下流側の水抜き作業を省略して、水抜き作業を簡易化してメンテナンス作業の時間を短縮することができると共に、バイパス配管１７に排水配管を接続する必要がないので、製作コストを低減することができる。

また、混合弁２１は、逆止弁２２よりも上方に位置するように設置されたので、混合弁２１近傍で自然対流が発生して高温の湯水が出湯配管７から混合弁２１を介してバイパス配管１７の方へ流れるのを防ぐことで、出湯特性の悪化を防止することができる。

次に、前記実施例を部分的に変更した形態について説明する。
［１］前記実施例において、外部熱源機として、燃料電池発電装置について説明したが、これに限定する必要はなく、ヒートポンプ式加熱装置、ガスエンジン等を採用しても良いし、これら以外にも種々の公知なものを採用可能である。

［２］その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態を包含するものである。

１ 貯湯給湯装置
２ 貯湯槽
６ 給水配管
７ 出湯配管
１７ バイパス配管
１８ 分岐配管
２１ 混合弁
２２ 逆止弁
２３ 開閉弁

Claims (2)

1. 湯水を貯留する貯湯槽と、この貯湯槽の下部に接続された給水配管と、前記貯湯槽の上部に接続された出湯配管と、前記給水配管から分岐して前記出湯配管に接続したバイパス配管と、このバイパス配管と前記出湯配管との合流部に設置された混合手段と、前記バイパス配管から分岐して前記混合手段の下流側において前記出湯配管に接続した分岐配管と、前記分岐配管に設置された高温出湯回避用の開閉弁と、前記分岐配管が分岐した分岐部よりも上流側において前記バイパス配管に設置された逆止弁とを備えた貯湯給湯装置において、
   前記分岐配管と前記開閉弁は、前記逆止弁より下方に位置するように設置されたことを特徴とする貯湯給湯装置。
2. 前記混合手段は、前記逆止弁よりも上方に位置するように設置されたことを特徴とする請求項１に記載の貯湯給湯装置。